Бетон
Калькулятор прочности бетонного цилиндра и водоцементного отношения
Прочность бетона измеряется разрушением стандартных цилиндров по ASTM C39. Введите максимальную нагрузку и диаметр цилиндра, чтобы получить прочность в psi и MPa, а для водоцементного отношения введите массу воды и цемента в смеси.
Формула
Прочность на сжатие f = P ÷ A, где A = πd²/4 (ASTM C39). 1 psi = 0.006894757 MPa. Отношение воды к цементу w/c = масса воды ÷ масса вяжущих материалов. ACI 211.1, таблица 6.3.4(a), связывает w/c с прочностью в возрасте 28 суток для бетона без воздухововлечения: около 0.41 для 6,000 psi, 0.48 для 5,000 psi, 0.57 для 4,000 psi, 0.68 для 3,000 psi и 0.82 для 2,000 psi.
Пример расчёта
Цилиндр 4 in на 8 in разрушился при нагрузке 50,000 lb: площадь = 12.57 in², прочность = 3,979 psi (27.4 MPa). Смесь с 280 lb воды и 564 lb цемента (шесть мешков) имеет w/c = 0.50, что по интерполяции ACI 211.1 соответствует примерно 4,800 psi для бетона без воздухововлечения.
Допущения и ограничения
- Результат по одному цилиндру. Приёмка по ACI 318, раздел 26.12, использует среднее значение двух цилиндров (или трёх образцов 4x8) на испытание и скользящие средние.
- Отношение длины к диаметру 2.0; более короткие керны требуют поправочных коэффициентов ASTM C39.
- Соотношения прочности и w/c приблизительны и зависят от материалов; пробные замесы определяют реальную прочность.
Часто задаваемые вопросы
Каковы критерии приёмки по ACI 318?
Прочность считается удовлетворительной, если каждое среднее из трёх последовательных испытаний не ниже f'c и ни одно отдельное испытание не ниже f'c более чем на 500 psi (при f'c до 5,000 psi) или на 0.10f'c при значении выше 5,000 psi.
Почему меньшее водоцементное отношение означает более прочный бетон?
Лишняя вода оставляет капиллярные поры при испарении, ослабляя цементный камень. Закон Абрамса описывает падение прочности при росте w/c.
Через сколько бетон набирает полную прочность?
Расчётная прочность f'c задаётся на 28 дней. Типичный бетон набирает примерно от 65% до 75% от неё к 7 дням и продолжает медленно набирать прочность после 28 дней.